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JP2009138856A - Electrically-driven valve - Google Patents

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JP2009138856A
JP2009138856A JP2007316148A JP2007316148A JP2009138856A JP 2009138856 A JP2009138856 A JP 2009138856A JP 2007316148 A JP2007316148 A JP 2007316148A JP 2007316148 A JP2007316148 A JP 2007316148A JP 2009138856 A JP2009138856 A JP 2009138856A
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crushing
valve
lever
groove
motor
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Pending
Application number
JP2007316148A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisatoshi Hirota
久寿 広田
Masaaki Tonegawa
正明 利根川
Mitsunori Kobayashi
充紀 小林
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TGK Co Ltd
Original Assignee
TGK Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically driven valve whose stress is reduced which acts on a spot-welded portion between a valve body comprising an elliptical plate and a shaft for turning the elliptical plate with its minor axis defined as a turning center. <P>SOLUTION: There is provided a structure including a groove 22 which is provided in a depressed manner in a surface on a butterfly valve side of an output gear 8 of a motor actuator and axially extends and a lever 21 which is formed by bending the shaft 20 into an L-shape and is fitted into the groove. In the structure, a width of the groove 22 is made larger than a diameter of the lever 21 and flatly-crushing portions 23 are provided on mutually opposed surfaces inside the groove 22 in a protruding manner and further a distance between leading ends of the flatly-crushing portions 23 is made nearly equal to the diameter of the lever 21 to engage the lever 21 at the leading ends of the flatly-crushing portions 23. In the first operation of the valve, therefore, the stress acting on the spot-welded portion leads to a reduction due to the crushing action of the leading end of the flatly-crushing portion 23, and in the second and the subsequent operations, the stress is reduced by the crushed amount of the flatly-crushing portion 23. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は電動弁に関し、特に給湯複合器の循環回路に用いられる開閉弁または切替弁として機能する電動弁に関する。   The present invention relates to an electric valve, and more particularly to an electric valve that functions as an on-off valve or a switching valve used in a circulation circuit of a hot water supply complex.

給湯複合器には、風呂水の追炊きのための循環回路が設けられており、その循環回路内には、一般に開閉弁として機能する電動弁が介挿配置されている。このような水回路の開閉を行う電動弁としては、一般にボール弁が知られているが、コスト低減を可能にしたバタフライ弁も提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   The hot water supply complex is provided with a circulation circuit for additional preparation of bath water, and an electric valve generally functioning as an on-off valve is interposed in the circulation circuit. As an electric valve for opening and closing such a water circuit, a ball valve is generally known, but a butterfly valve capable of reducing the cost has also been proposed (for example, see Patent Document 1).

バタフライ弁は、円筒形状の通路に弾力性を有するスリーブを内設し、そのスリーブ内に楕円形状のプレートで構成された弁体を配置し、その弁体の短径方向の軸を中心にモータアクチュエータが弁体を回動させる構成になっている。弁体が通路に平行な方向に位置しているとき、バタフライ弁は全開状態になり、弁体が回動されてスリーブに押し付けられているとき、バタフライ弁は全閉状態となる。   A butterfly valve has a sleeve having elasticity in a cylindrical passage, and a valve body made of an elliptical plate is arranged in the sleeve, and a motor centering on the axis of the minor axis direction of the valve body. The actuator is configured to rotate the valve body. When the valve body is positioned in a direction parallel to the passage, the butterfly valve is fully opened, and when the valve body is rotated and pressed against the sleeve, the butterfly valve is fully closed.

また、バタフライ弁は、弁体の回動中心を通ってスリーブが内設された通路に直交する二方向に通路を形成することによって、1つの入口から導入された水をその二方向の通路に振り分ける、または二方向の通路から導入された水の一方を1つの出口に流すように切り替える切替弁を構成することができる。もちろん、弁体の角度を制御することにより、流量調整したり、振り分けまたは混合の割合を調整したりすることも可能である。   In addition, the butterfly valve forms a passage in two directions orthogonal to the passage in which the sleeve is provided through the center of rotation of the valve body, thereby allowing water introduced from one inlet to the two-way passage. It is possible to configure a switching valve that switches so that one of the water that is distributed or introduced from the two-way passage flows to one outlet. Of course, by controlling the angle of the valve body, it is possible to adjust the flow rate, or to adjust the distribution or mixing ratio.

このようなバタフライ弁の開閉または切り替え動作において、プレートで構成された弁体は、その短径方向の軸に配置されて接合されたシャフトをモータアクチュエータが回転駆動することによって動作される。このバタフライ弁の開閉または切り替え動作は、プレートの長径方向の両端がスリーブに当接後、さらにプレートを回転駆動してスリーブが圧縮変形するまでプレートをスリーブに押し付けることによって完了する。このときのプレートの回動停止位置は、プレートの長径方向の両端がスリーブに当接する位置からさらに回動された位置である。この停止位置は、メカロックによる停止位置であって、シャフトを駆動するモータアクチュエータの出力ギヤをその許容回動範囲両端でストッパに当接させることによって強制的に止められる位置である。したがって、通路の閉止または切り替え完了時には、弁体の全周がスリーブを圧縮した状態で回動停止されていることにより、弁体とスリーブとの間には十分なシールが確立されている。
特開2005−9670号公報
In such an opening / closing or switching operation of the butterfly valve, the valve body constituted by a plate is operated by a motor actuator rotationally driving a shaft disposed and joined to a shaft in the minor diameter direction. The opening / closing or switching operation of the butterfly valve is completed by pressing the plate against the sleeve until both ends of the long-diameter direction of the plate are in contact with the sleeve, and further rotating the plate until the sleeve is compressed and deformed. The rotation stop position of the plate at this time is a position further rotated from a position where both ends of the plate in the major axis direction contact the sleeve. This stop position is a stop position by mechanical lock, and is a position where the output gear of the motor actuator that drives the shaft is forcibly stopped by contacting the stopper at both ends of the allowable rotation range. Therefore, when the passage is closed or switched, the entire circumference of the valve body is stopped while the sleeve is compressed, so that a sufficient seal is established between the valve body and the sleeve.
JP 2005-9670 A

しかしながら、弁体は、楕円形状のプレートを弾力性のあるスリーブの中に押し込んでからシャフトをスポット溶接にてプレートに接合することによって組み立てられているので、そのスポット溶接部が経年変化により腐食して疲労限界応力が低下してくる部位であり、また、モータアクチュエータの荷重を受けたときに繰り返し応力が集中的に作用して疲労強度が低下する部位でもあることから、腐食が進行して疲労限界応力が低下してきた場合に、スポット溶接部で疲労破壊が発生してプレートがシャフトから外れる可能性があるという問題点があった。   However, since the valve body is assembled by pushing the elliptical plate into the elastic sleeve and then joining the shaft to the plate by spot welding, the spot welds corrode due to aging. This is a part where the fatigue limit stress decreases, and when it receives the load of the motor actuator, it is also a part where repeated stress acts intensively and the fatigue strength decreases. When the critical stress has been reduced, there has been a problem that the plate may be detached from the shaft due to fatigue failure at the spot weld.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、プレートとシャフトとの接合部にかかる応力を低減して疲労強度の低下を抑制するようにした電動弁を提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a point, and it aims at providing the motor operated valve which reduced the stress concerning the junction part of a plate and a shaft, and suppressed the fall of fatigue strength. .

本発明では上記問題を解決するために、円筒形状の通路に内設された弾力性を有するスリーブの中に楕円形状のプレートで構成された弁体をその短径方向の軸を中心に回動可能に配置されて流路の開閉または切り替えを行うバタフライ弁と、前記弁体にその短径方向の軸に配置されて接合されたシャフトを回転駆動するがその回動範囲がメカロックにて規定されているモータアクチュエータとを備え、前記モータアクチュエータの出力ギヤには前記バタフライ弁側の面に凹設された半径方向に延びる溝部を有し、前記シャフトの前記モータアクチュエータ側の先端がL字形状に曲げられたレバーを有し、このレバーを前記溝部に嵌めることで前記モータアクチュエータの駆動力を前記弁体に伝達するようにした電動弁において、前記溝部は、前記レバーの径よりも大きな幅を有し、内側の対向面には圧潰部がそれぞれ突設され、前記圧潰部の先端間距離が前記レバーの径に概略等しくし、前記レバーが前記圧潰部の先端に係合状態で前記溝部に嵌められている電動弁が提供される。   In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a valve body made of an elliptical plate is rotated around an axis in the short diameter direction in an elastic sleeve provided in a cylindrical passage. A butterfly valve that can be arranged to open / close or change the flow path and a shaft that is connected to the valve body and disposed on the shaft in the short diameter direction are rotationally driven. A motor actuator, and an output gear of the motor actuator has a radially extending groove recessed in the surface on the butterfly valve side, and the tip of the shaft on the motor actuator side is L-shaped. In the motorized valve having a bent lever and transmitting the driving force of the motor actuator to the valve body by fitting the lever into the groove, the groove is The crushing portion has a width larger than the diameter of the lever, and a crushing portion protrudes from the inner facing surface, the distance between the tips of the crushing portions is approximately equal to the diameter of the lever, and the lever There is provided a motor-operated valve fitted in the groove in an engaged state at the tip.

このような電動弁によれば、最初の流路の開閉または切り替え作動時に圧潰部の先端がレバーによって潰される。これにより、2回目以降の流路の開閉または切り替え作動時には、弁体とシャフトとの接合部にかかる応力が圧潰部の潰れ分だけ低減されるようになる。   According to such a motor-operated valve, the tip of the crushing portion is crushed by the lever when the first flow path is opened / closed or switched. Thereby, at the time of opening and closing or switching operation of the flow path for the second and subsequent times, the stress applied to the joint portion between the valve body and the shaft is reduced by the amount of collapse of the crushing portion.

上記構成の電動弁は、モータアクチュエータの出力ギヤとバタフライ弁との係合部に溶接部応力低減機能を有する圧潰部を備えたことにより、弁体が閉止を開始する位置の作動角度が大きくなってその閉止開始位置からギヤロック位置までの作動角度範囲、つまり、バタフライ弁の弁体がスリーブを圧縮変形していく角度範囲が小さくなるため、ギヤロック位置で溶接部にかかる応力を低減することができ、疲労強度の低下を大幅に遅らせることができるという利点がある。   The motor-operated valve having the above configuration has a crushing portion having a welded portion stress reduction function at the engaging portion between the output gear of the motor actuator and the butterfly valve, so that the operating angle at the position where the valve body starts to close is increased. Therefore, the operating angle range from the closing start position to the gear lock position, that is, the angle range in which the butterfly valve body compresses and deforms the sleeve is reduced, so that the stress applied to the welded portion at the gear lock position can be reduced. There is an advantage that a decrease in fatigue strength can be greatly delayed.

また、バタフライ弁の製造時に弁体とこれを回動させるシャフトとの接合位置にずれが生じたとしても、その接合ずれは圧潰部の潰れ量によって吸収されるため、ギヤロック位置で接合ずれにより溶接部応力が増加してしまうことを防ぐことができる。   Even if a displacement occurs in the joint position between the valve element and the shaft that rotates the butterfly valve during manufacture of the butterfly valve, the joint displacement is absorbed by the crushed amount of the crushing portion. It is possible to prevent the partial stress from increasing.

以下、本発明の実施の形態について、給湯複合器の循環回路における水回路切替用の三方制御弁に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
図1は本実施の形態に係る電動弁を蓋を取った状態で示す正面図、図2は本実施の形態に係る電動弁を示す平面図、図3は図1のA−A矢視断面図、図4は図1のB−B矢視断面図、図5は出力ギヤとシャフトとの係合状態を示す斜視図、図6は本実施の形態に係る電動弁の溶接部にかかる応力の変化を示す特性図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example a case where the present invention is applied to a three-way control valve for water circuit switching in a circulation circuit of a hot water supply complex.
1 is a front view showing the motor-operated valve according to the present embodiment with the lid removed, FIG. 2 is a plan view showing the motor-operated valve according to the present embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 4, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 1, FIG. 5 is a perspective view showing an engagement state between the output gear and the shaft, and FIG. It is a characteristic view which shows the change of.

この電動弁は、図1および図2に示したように、1つの入口1aおよび2つの出口1b,1cを有するバタフライ弁1とこのバタフライ弁1の図の上部に配置されてバタフライ弁1を切替制御するモータアクチュエータ2とを備えている。なお、モータアクチュエータ2は、内部の部品配置を示すために、図1および図2では、バタフライ弁1と共通のボディ3に被せられるべき蓋を取り除いた状態で示している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the motor-operated valve is arranged at the upper portion of the butterfly valve 1 having one inlet 1 a and two outlets 1 b and 1 c and switching the butterfly valve 1. And a motor actuator 2 to be controlled. Note that the motor actuator 2 is shown in a state in which the lid that should be put on the body 3 common to the butterfly valve 1 is removed in FIGS.

モータアクチュエータ2は、図2の平面図によく見られるように、モータ4を有し、その出力軸には、ウォーム5が設けられている。このウォーム5は、ウォームギヤ6に噛合され、このウォームギヤ6と一体に動作するよう形成された図示しない小径のギヤが中間ギヤ7に噛合されている。この中間ギヤ7は、これと一体に動作するよう形成された図示しない小径のギヤ7a(図4参照)を有し、これが出力ギヤ8に噛合されている。このウォーム5から出力ギヤ8までは、駆動力が一方向にしか伝達しない減速装置を構成している。   As is often seen in the plan view of FIG. 2, the motor actuator 2 includes a motor 4, and a worm 5 is provided on the output shaft thereof. The worm 5 is meshed with a worm gear 6, and a small-diameter gear (not shown) formed to operate integrally with the worm gear 6 is meshed with the intermediate gear 7. The intermediate gear 7 has a small-diameter gear 7 a (see FIG. 4) (not shown) formed so as to operate integrally with the intermediate gear 7, and is engaged with the output gear 8. The worm 5 to the output gear 8 constitute a speed reducer that transmits the driving force in only one direction.

出力ギヤ8は、扇形の形状を有しており、その円周方向の両端は、当接面9,10を有している。この出力ギヤ8を回動可能に支持しているボディ3には、当接面9,10と円周方向に対向したストッパ11,12が一体に形成されている。これにより、出力ギヤ8は、反時計回り方向に回転されたときに、当接面9がストッパ11に突き当たり、時計回り方向に回転されたときには、当接面10がストッパ12に突き当たって、強制的に回転停止するようになっており、出力ギヤ8の回動範囲を規制している。この出力ギヤ8は、バタフライ弁1を直接切替駆動するよう構成されている。   The output gear 8 has a sector shape, and both circumferential ends thereof have contact surfaces 9 and 10. The body 3 that rotatably supports the output gear 8 is integrally formed with stoppers 11 and 12 that face the contact surfaces 9 and 10 in the circumferential direction. As a result, when the output gear 8 is rotated counterclockwise, the contact surface 9 abuts against the stopper 11, and when rotated in the clockwise direction, the contact surface 10 abuts against the stopper 12 to force Therefore, the rotation range of the output gear 8 is restricted. The output gear 8 is configured to directly switch and drive the butterfly valve 1.

バタフライ弁1は、図3に示したように、図の上下方向に延びる第1通路13と図の左右方向に延びる第2通路14とが内部で交差した形状のボディ3を有している。第1通路13の一端は、バタフライ弁1の入口1aを構成し、他端は、プラグ15によって閉止されている。第2通路14は、その両端がそれぞれバタフライ弁1の出口1b,1cを構成している。   As shown in FIG. 3, the butterfly valve 1 has a body 3 having a shape in which a first passage 13 extending in the vertical direction in the drawing and a second passage 14 extending in the horizontal direction in the drawing intersect. One end of the first passage 13 constitutes the inlet 1 a of the butterfly valve 1, and the other end is closed by a plug 15. Both ends of the second passage 14 constitute outlets 1b and 1c of the butterfly valve 1, respectively.

第1通路13は、ゴム製のスリーブ16によって内張りされており、第2通路14に対応して2つの連通孔17,18が横貫されている。スリーブ16内には、プレートによって形成された弁体19が配置されている。この弁体19は、第1通路13および第2通路14の交差中心を通って垂下されているシャフト20にスポット溶接により接合されており、シャフト20を中心として回動可能に構成されている。なお、弁体19およびシャフト20は、それぞれ水に対する耐腐食性に優れたステンレス鋼で構成されている。   The first passage 13 is lined by a rubber sleeve 16, and two communication holes 17 and 18 are passed through correspondingly to the second passage 14. A valve body 19 formed of a plate is disposed in the sleeve 16. The valve body 19 is joined by spot welding to a shaft 20 that hangs down through the center of intersection of the first passage 13 and the second passage 14, and is configured to be rotatable about the shaft 20. The valve body 19 and the shaft 20 are each made of stainless steel having excellent corrosion resistance against water.

弁体19は、楕円形状を有しており、その長径は、第1通路13の中心軸線に対して切替位置の角度にあるときにその中心軸線の方向からの投影形状が真円になるような寸法を有し、短径は、スリーブ16の内径よりも大きく形成されている。これにより、バタフライ弁1が切り替わっているときには、弁体19の短径方向両端がスリーブ16に食い込むことでシールし、それ以外の周縁部についてはスリーブ16に押し付けられることでシールすることになる。   The valve body 19 has an elliptical shape, and when the major axis is at the angle of the switching position with respect to the central axis of the first passage 13, the projected shape from the direction of the central axis is a perfect circle. The minor axis is formed larger than the inner diameter of the sleeve 16. As a result, when the butterfly valve 1 is switched, both ends of the valve body 19 in the short diameter direction are sealed by biting into the sleeve 16, and the other peripheral portions are sealed by being pressed against the sleeve 16.

弁体19を固定しているシャフト20は、ボディ3によって回動自在に保持されているが、モータアクチュエータ2の側を支持しているボディ3とのクリアランスを介して水が漏れるのを防ぐため、軸シール部によってシールされている。この軸シール部は、図示はしないが、Oリングおよび平ワッシャを有し、その平ワッシャをモータアクチュエータ2の側から止め輪にて固定するようにしている。   The shaft 20 that fixes the valve body 19 is rotatably held by the body 3, but in order to prevent water from leaking through the clearance with the body 3 that supports the motor actuator 2 side. It is sealed by the shaft seal part. Although not shown, the shaft seal portion has an O-ring and a flat washer, and the flat washer is fixed by a retaining ring from the motor actuator 2 side.

シャフト20は、図4および図5に示したように、モータアクチュエータ2側の先端がL字形状に曲げられて形成されたレバー21を有し、このレバー21は、出力ギヤ8のバタフライ弁1側の面(下面)に凹設された半径方向に長い溝部22に嵌められている。この溝部22は、レバー21の径よりも大きな幅を有し、内側の対向面に山型の圧潰部23が突設されており、その圧潰部23の先端間距離がレバー21の径に概略等しくなるようにしている。この圧潰部23は、レバー21が出力ギヤ8から過度の荷重を受けたときに先端が潰されて塑性変形する部分であり、これによって、スポット溶接部にかかる応力を低減する溶接部応力低減機能を有している。この構成により、出力ギヤ8の回動運動は、圧潰部23、レバー21を介してシャフト20に荷重が制限された状態で伝達されることになる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the shaft 20 has a lever 21 formed by bending the tip on the motor actuator 2 side into an L shape, and this lever 21 is a butterfly valve 1 of the output gear 8. It is fitted in a groove 22 which is recessed in the side surface (lower surface) and which is long in the radial direction. The groove portion 22 has a width larger than the diameter of the lever 21, and a mountain-shaped crushing portion 23 projects from the inner facing surface. The distance between the tips of the crushing portion 23 is roughly the diameter of the lever 21. To be equal. The crushing portion 23 is a portion where the tip is crushed and plastically deformed when the lever 21 receives an excessive load from the output gear 8, thereby reducing the stress applied to the spot welded portion. have. With this configuration, the rotational movement of the output gear 8 is transmitted to the shaft 20 through the crushing portion 23 and the lever 21 in a state where the load is limited.

なお、この実施の形態では、出力ギヤ8を樹脂製とし、その溶接部応力低減機能である圧潰部23は、図示の例では、溝部22の長手方向中央付近の対向面に1対設けられている。しかし、この圧潰部23は、出力ギヤ8の材質に応じてシャフト20の側またはレバー21の先端側に設けたり、必要に応じて溝部22の長手方向に沿って複数対設けたりしてもよい。また、その圧潰部23の形状についても、その基端部よりも先端部が細くなっていて潰れ易い形状であればよいので、図示のように山型に限らず、三角形であってもよい。   In this embodiment, the output gear 8 is made of resin, and in the illustrated example, the pair of crushing portions 23 that are the stress reduction function of the welded portion are provided on the opposing surfaces near the center in the longitudinal direction of the groove portion 22. Yes. However, the crushing portions 23 may be provided on the shaft 20 side or the distal end side of the lever 21 depending on the material of the output gear 8, or a plurality of pairs may be provided along the longitudinal direction of the groove portion 22 as necessary. . Further, the shape of the crushing portion 23 is not limited to the mountain shape as shown in the figure, and may be a triangle as long as the distal end portion is narrower than the base end portion and can be easily crushed.

以上の構成の電動弁において、たとえばバタフライ弁1を図3に示すような切替位置に向けて制御するときには、モータ4をある回転方向に回転させて出力ギヤ8を図2中で反時計回り方向に回転駆動することになる。このとき、弁体19とシャフト20とのスポット溶接部には、ほとんど荷重がかからない。図6は、弁体19の作動角度θに対する溶接部応力の変化を示した特性図であるが、弁体19の長軸の縁部がスリーブ16に当たらない作動角度θ=0の位置では、溶接部応力は実質的に0である。なお、この特性図に示す疲労限界応力は、腐食環境下での腐食を見込んで設定されており、仕様上、腐食によって疲労限界応力が低下しても、ギヤロック位置での溶接部応力がその疲労限界応力よりも下回ることがないようにしている。   In the motor-operated valve having the above configuration, for example, when controlling the butterfly valve 1 toward the switching position as shown in FIG. 3, the motor 4 is rotated in a certain rotational direction, and the output gear 8 is rotated counterclockwise in FIG. Will be rotated. At this time, a load is hardly applied to the spot welded portion between the valve body 19 and the shaft 20. FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in welded portion stress with respect to the operating angle θ of the valve body 19, but at the position of the operating angle θ = 0 where the edge of the long axis of the valve body 19 does not hit the sleeve 16. The weld stress is substantially zero. Note that the fatigue limit stress shown in this characteristic diagram is set in anticipation of corrosion under corrosive environments, and even if the fatigue limit stress is reduced due to corrosion, the weld zone stress at the gear lock position is the fatigue stress. It does not fall below the critical stress.

出力ギヤ8が作動角度θ=0の位置からさらに反時計回り方向に回転していくと、弁体19がゴム製のスリーブ16に当たる最初の閉止開始位置では、バタフライ弁1は、第1通路13の入口1aから連通孔17を介して第2通路14の出口1bへ抜ける通路の閉止が開始される。その後、弁体19は、スリーブ16を圧縮しながら回転されていき、最終的には、出力ギヤ8の当接面9がストッパ11に突き当たって出力ギヤ8の回転が強制的に止められるメカロックによって弁体19の回転が止まり、切替動作が終了する。このとき、溝部22の対向面に突設された圧潰部23の一方は、最初のメカロック時において、レバー21により潰される。   When the output gear 8 further rotates counterclockwise from the position where the operating angle θ = 0, the butterfly valve 1 is in the first passage 13 at the first closing start position where the valve body 19 hits the rubber sleeve 16. The closing of the passage extending from the inlet 1a to the outlet 1b of the second passage 14 through the communication hole 17 is started. Thereafter, the valve body 19 is rotated while compressing the sleeve 16, and finally the mechanical lock that forcibly stops the rotation of the output gear 8 by the contact surface 9 of the output gear 8 abutting against the stopper 11. The rotation of the valve body 19 stops and the switching operation ends. At this time, one of the crushing portions 23 projecting from the opposing surface of the groove portion 22 is crushed by the lever 21 during the first mechanical lock.

同様に、出力ギヤ8が図2中で時計回り方向に回転駆動された場合においても、まず、弁体19がゴム製のスリーブ16に当たる最初の閉止開始位置で、バタフライ弁1は、第1通路13の入口1aから連通孔18を介して第2通路14の出口1cへ抜ける通路の閉止が開始される。その後、弁体19は、スリーブ16を圧縮しながら回転されていき、最終的には、出力ギヤ8の当接面10がストッパ12に突き当たって出力ギヤ8の回転が強制的に止められるメカロックによって弁体19の回転が止まり、切替動作が終了する。このとき、溝部22の対向面に突設された圧潰部23の他方は、最初のメカロック時において、レバー21により潰される。   Similarly, even when the output gear 8 is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 2, first, the butterfly valve 1 is in the first passage at the first closing start position where the valve body 19 hits the rubber sleeve 16. The closing of the passage extending from the inlet 13 of 13 to the outlet 1c of the second passage 14 through the communication hole 18 is started. Thereafter, the valve body 19 is rotated while compressing the sleeve 16, and finally, by a mechanical lock in which the contact surface 10 of the output gear 8 abuts against the stopper 12 and the rotation of the output gear 8 is forcibly stopped. The rotation of the valve body 19 stops and the switching operation ends. At this time, the other of the crushing portions 23 projecting from the opposing surface of the groove portion 22 is crushed by the lever 21 during the first mechanical lock.

これにより、初回以降の切替動作では、バタフライ弁1の閉止開始位置の作動角度θは圧潰部23の潰れ量だけ大きくなって、閉止開始位置は、図6に示す2回目以降の閉止開始位置に移動するようになってその閉止開始位置からギヤロック位置までの作動角度範囲(スリーブ16のゴム圧縮範囲)が小さくなる。このとき、ギヤロック位置におけるそれぞれの切替完了位置での溶接部応力はほぼ等しく、しかも、従来の場合の溶接部応力よりも低減されている。   Thus, in the switching operation after the first time, the operating angle θ of the closing start position of the butterfly valve 1 is increased by the amount of collapse of the crushing portion 23, and the closing start position is the second and subsequent closing start positions shown in FIG. The movement angle range (the rubber compression range of the sleeve 16) from the closing start position to the gear lock position becomes smaller. At this time, the welded portion stress at each switching completion position in the gear lock position is substantially equal, and is further reduced than the welded portion stress in the conventional case.

それぞれのギヤロック位置での溶接部応力がほぼ等しくなることによって、製造時に弁体19とシャフト20との接合位置が多少ずれたとしても、そのずれを吸収することができるようになる。すなわち、弁体19およびシャフト20は、中心角が0度の位置でスポット溶接しなければならないが、その接合位置がずれてしまうと、溶接部応力は、一方のギヤロック位置では小さくなって疲労限界応力から遠ざかるが、他方のギヤロック位置では大きくなって疲労限界応力に近づいてしまうことになる。しかし、圧潰部23を有する上記構成の電動弁においては、最初に、一方のギヤロック位置に向かうときに圧潰部23の一方は小さく潰れ、他方のギヤロック位置に向かうときには圧潰部23の他方は大きく潰れることになるので、溶接部応力は、それぞれの圧潰部23が潰される前よりも小さくなって平均化される。   Since the welded portion stress at each gear lock position becomes substantially equal, even if the joint position between the valve body 19 and the shaft 20 is slightly deviated at the time of manufacture, the deviation can be absorbed. That is, the valve body 19 and the shaft 20 must be spot-welded at a position where the central angle is 0 degree. However, if the joint position is shifted, the stress at the welded portion becomes small at one gear lock position and becomes the fatigue limit. Although it moves away from the stress, it becomes larger at the other gear lock position and approaches the fatigue limit stress. However, in the motor-operated valve having the above-described configuration having the crushing portion 23, first, one of the crushing portions 23 is crushed small when going to one gear lock position, and the other of the crushing portions 23 is crushed greatly when going to the other gear lock position. Therefore, the welding portion stress is averaged by being smaller than that before each crushing portion 23 is crushed.

また、ギヤロック位置における溶接部応力と疲労限界応力との間のマージンが大きくなるので、溶接部の腐食により疲労限界応力が低下していっても、疲労破壊に至るまでの疲労強度の低下を遅らせることができる。   In addition, since the margin between the weld stress at the gear lock position and the fatigue limit stress is increased, even if the fatigue limit stress is reduced due to corrosion of the weld, the decrease in fatigue strength until fatigue failure is delayed. be able to.

さらに、出力ギヤ8の当接面9,10がストッパ11,12に突き当たる直前に、弁体19がゴム製のスリーブ16に押し付けられるようなタイミングに設定されていることで、出力ギヤ8がストッパ11,12によってメカロックされるときの衝撃を吸収することができ、これによって疲労強度の低下を抑制することができる。   Further, the timing is set such that the valve body 19 is pressed against the rubber sleeve 16 immediately before the contact surfaces 9 and 10 of the output gear 8 abut against the stoppers 11 and 12. It is possible to absorb an impact when mechanically locked by the motors 11 and 12, thereby suppressing a decrease in fatigue strength.

以上は、三方の切替制御弁について説明したが、開閉弁や四方の切替制御弁でも同じように適用することができる。また、圧潰部23の潰れによって出力ギヤ8とレバー21との係合部に遊びができるので、基本的には流量調整弁への適用には向かないが、正確な開度−流量特性が要求されない電動弁、またはモータアクチュエータ2の制御に流量のフィードバック制御を併用した電動弁ならば、上記の溶接部応力低減機能を適用することは可能である。   The above description has been made on the three-way switching control valve, but the same applies to an on-off valve and a four-way switching control valve. Further, since the crushing portion 23 can be crushed to allow the engaging portion between the output gear 8 and the lever 21 to play, it is basically unsuitable for application to a flow control valve, but requires an accurate opening-flow rate characteristic. If the motor valve is not used, or if it is a motor valve in which the feedback control of the flow rate is used in combination with the control of the motor actuator 2, it is possible to apply the above-described weld stress reduction function.

なお、上記の実施の形態では、溶接部応力低減機能を持つ構成として、出力ギヤ8と一体に形成されて塑性変形する圧潰部23を示した。しかし、レバー21と出力ギヤ8との間の溝部22に、たとえばゴム(スリーブ16よりも硬い)、板ばねなどのように弾性的に変形する変形部材を介装し、閉止開始位置からその変形部材を変形開始させるようにしても同様の溶接部応力低減効果を得ることができるが、部品点数、組み立て工数が増えてしまうので、好ましい選択ではない。   In the above-described embodiment, the crushing portion 23 formed integrally with the output gear 8 and plastically deformed is shown as a configuration having a weld portion stress reduction function. However, a deformable member that is elastically deformed, such as rubber (harder than the sleeve 16), a leaf spring, or the like, is interposed in the groove portion 22 between the lever 21 and the output gear 8, and the deformation is performed from the closing start position. Even if the member is started to be deformed, the same welded portion stress reduction effect can be obtained, but the number of parts and the number of assembly steps increase, which is not a preferable choice.

本実施の形態に係る電動弁を蓋を取った状態で示す正面図である。It is a front view which shows the electric valve which concerns on this Embodiment in the state which removed the cover. 本実施の形態に係る電動弁を示す平面図である。It is a top view which shows the motor operated valve which concerns on this Embodiment. 図1のA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 図1のB−B矢視断面図である。It is BB arrow sectional drawing of FIG. 出力ギヤとシャフトとの係合状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the engagement state of an output gear and a shaft. 本実施の形態に係る電動弁の溶接部にかかる応力の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the stress concerning the welding part of the motor operated valve which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 バタフライ弁
1a 入口
1b,1c 出口
2 モータアクチュエータ
3 ボディ
4 モータ
5 ウォーム
6 ウォームギヤ
7 中間ギヤ
7a ギヤ
8 出力ギヤ
9,10 当接面
11,12 ストッパ
13 第1通路
14 第2通路
15 プラグ
16 スリーブ
17,18 連通孔
19 弁体
20 シャフト
21 レバー
22 溝部
23 圧潰部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Butterfly valve 1a Inlet 1b, 1c Outlet 2 Motor actuator 3 Body 4 Motor 5 Worm 6 Worm gear 7 Intermediate gear 7a Gear 8 Output gear 9, 10 Contact surface 11, 12 Stopper 13 1st passage 14 2nd passage 15 Plug 16 Sleeve 17, 18 Communication hole 19 Valve body 20 Shaft 21 Lever 22 Groove part 23 Crushing part

Claims (4)

円筒形状の通路に内設された弾力性を有するスリーブの中に楕円形状のプレートで構成された弁体をその短径方向の軸を中心に回動可能に配置されて流路の開閉または切り替えを行うバタフライ弁と、前記弁体にその短径方向の軸に配置されて接合されたシャフトを回転駆動するがその回動範囲がメカロックにて規定されているモータアクチュエータとを備え、前記モータアクチュエータの出力ギヤには前記バタフライ弁側の面に凹設された半径方向に延びる溝部を有し、前記シャフトの前記モータアクチュエータ側の先端がL字形状に曲げられたレバーを有し、このレバーを前記溝部に嵌めることで前記モータアクチュエータの駆動力を前記弁体に伝達するようにした電動弁において、
前記溝部は、前記レバーの径よりも大きな幅を有し、内側の対向面には圧潰部がそれぞれ突設され、前記圧潰部の先端間距離が前記レバーの径に概略等しくし、前記レバーが前記圧潰部の先端に係合状態で前記溝部に嵌められている電動弁。
A valve body made of an elliptical plate is placed in a sleeve having elasticity in a cylindrical passage so that it can rotate around its axis in the short diameter direction, and the flow path is opened or closed or switched. A butterfly valve for rotating the shaft, and a motor actuator that rotationally drives a shaft that is disposed on and joined to the valve body in the axis of the short diameter direction, but whose rotation range is defined by a mechanical lock. The output gear has a radially extending groove that is recessed in the butterfly valve side surface, and has a lever whose tip on the motor actuator side of the shaft is bent in an L-shape. In the electric valve adapted to transmit the driving force of the motor actuator to the valve body by fitting in the groove portion,
The groove portion has a width larger than the diameter of the lever, a crushing portion projects from the inner facing surface, the distance between the tips of the crushing portions is approximately equal to the diameter of the lever, and the lever The motor-operated valve fitted in the groove part in an engaged state at the tip of the crushing part.
前記圧潰部は、前記溝部の半径方向に沿って複数対設けられている請求項1記載の電動弁。   The motor-driven valve according to claim 1, wherein a plurality of pairs of the crushing portions are provided along a radial direction of the groove portion. 前記圧潰部は、前記溝部の対向面側の基端よりも先端が細い山型の形状を有している請求項1記載の電動弁。   The motor-driven valve according to claim 1, wherein the crushing portion has a mountain shape whose tip is narrower than a base end of the groove portion on a facing surface side. 前記圧潰部は、前記溝部の対向面側の基端よりも先端が細い三角形の形状を有している請求項1記載の電動弁。   The motor-driven valve according to claim 1, wherein the crushing portion has a triangular shape with a tip that is narrower than a base end on the opposite surface side of the groove.
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